JP2001358656A - 光伝送路 - Google Patents
光伝送路Info
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29371—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating principle based on material dispersion
- G02B6/29374—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating principle based on material dispersion in an optical light guide
- G02B6/29376—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating principle based on material dispersion in an optical light guide coupling light guides for controlling wavelength dispersion, e.g. by concatenation of two light guides having different dispersion properties
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光入射パワーが高い場合にも、光ファイバ中
の非線形光学効果及び群速度分散の複合効果による伝送
距離の制限及び伝送品質の劣化を緩和し、到達し得る伝
送距離及び伝送品質が大幅に改善された光伝送路を提供
する。 【解決手段】 光信号の入射側では正の群速度分散を持
ちそれに続く区間では負の群速度分散を持つ光ファイバ
から構成され、正の群速度分散を持つ区間及び負の群速
度分散を持つ区間の２区間における群速度分散の総和又
は群速度分散及び分散スロープの総和が０又はその近傍
である第１伝送路と、分散値の正負が逆になっている第
２伝送路とを、第１伝送路及び第２伝送路の順に、又は
第２伝送路及び第１伝送路の順に、光増幅手段を介して
接続する。この構成を単位にして光増幅器を介して複数
単位を接続すれば、高品質で長距離の光伝送路となる。
の非線形光学効果及び群速度分散の複合効果による伝送
距離の制限及び伝送品質の劣化を緩和し、到達し得る伝
送距離及び伝送品質が大幅に改善された光伝送路を提供
する。 【解決手段】 光信号の入射側では正の群速度分散を持
ちそれに続く区間では負の群速度分散を持つ光ファイバ
から構成され、正の群速度分散を持つ区間及び負の群速
度分散を持つ区間の２区間における群速度分散の総和又
は群速度分散及び分散スロープの総和が０又はその近傍
である第１伝送路と、分散値の正負が逆になっている第
２伝送路とを、第１伝送路及び第２伝送路の順に、又は
第２伝送路及び第１伝送路の順に、光増幅手段を介して
接続する。この構成を単位にして光増幅器を介して複数
単位を接続すれば、高品質で長距離の光伝送路となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ等の伝
送路において、広い帯域幅を用いる場合に現れる波長分
散又はこれと非線形光学効果との相互作用によって生じ
る伝送品質の劣化を抑制することができる光伝送路に関
するものである。
送路において、広い帯域幅を用いる場合に現れる波長分
散又はこれと非線形光学効果との相互作用によって生じ
る伝送品質の劣化を抑制することができる光伝送路に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】光信号伝送においては、その伝送媒体で
ある光ファイバの波長分散、又はこれと光ファイバの非
線形光学効果との相互作用によって生じる波形劣化が引
き起こす伝送品質の劣化が問題となる。これは、光ファ
イバの群速度分散が光信号の帯域に作用することによ
り、その光パルスの形が崩れ、隣接するタイムスロット
との間で干渉することによって発生する。
ある光ファイバの波長分散、又はこれと光ファイバの非
線形光学効果との相互作用によって生じる波形劣化が引
き起こす伝送品質の劣化が問題となる。これは、光ファ
イバの群速度分散が光信号の帯域に作用することによ
り、その光パルスの形が崩れ、隣接するタイムスロット
との間で干渉することによって発生する。
【０００３】このような伝送品質の劣化を防ぐために、
種々の分散補償技術が提案されている。これらの従来技
術のうちでもYonenaga,K.,Miyamoto,Y., "Dispersion-m
anaged high-capacity WDM system using zero-dispers
ion-flattened transmissionline"(Optical Fiber Comm
unication Conference and the International Confere
nce on Integrated Optics and Optical Fiber Communi
cation 1999, Technical Digest, vol.4, pp.71-73)に
記載されている伝送路は、５０nmを超える広い帯域に亘
って０でない局所分散を持ちつつトータルで零分散を実
現しているため、受信端での追加の分散補償回路が不要
で且つ伝送路内での四光波混合等の非線形光学効果に起
因する波形劣化を抑制することができる。
種々の分散補償技術が提案されている。これらの従来技
術のうちでもYonenaga,K.,Miyamoto,Y., "Dispersion-m
anaged high-capacity WDM system using zero-dispers
ion-flattened transmissionline"(Optical Fiber Comm
unication Conference and the International Confere
nce on Integrated Optics and Optical Fiber Communi
cation 1999, Technical Digest, vol.4, pp.71-73)に
記載されている伝送路は、５０nmを超える広い帯域に亘
って０でない局所分散を持ちつつトータルで零分散を実
現しているため、受信端での追加の分散補償回路が不要
で且つ伝送路内での四光波混合等の非線形光学効果に起
因する波形劣化を抑制することができる。
【０００４】図８はこの技術を説明するための図であ
る。この図によれば、１７ps/nm/km程度の群速度分散と
０．０６ps/nm2/km程度の分散スロープ（波長依存性）
を持つシングルモードファイバＳＭＦと、−１７ps/nm/
km程度の群速度分散と−０．０６ps/nm2/km程度の分散
スロープを持つシングルモードファイバＲＤＦとを接続
することにより、５０nmを超える広い帯域に亘ってトー
タルとして零分散を持つ光伝送路ＺＤＦを実現してい
る。これは、同時に、１７ps/nm/kmという大きな局所分
散も実現しており、この局所分散により、自己位相変
調、相互位相変調、四光波混合効果等の非線形光学効果
が抑制される。また、二つのファイバの群速度分散及び
分散スロープの和は零近傍になるため、超広帯域波長多
重伝送において分散補償回路を一切必要としない。
る。この図によれば、１７ps/nm/km程度の群速度分散と
０．０６ps/nm2/km程度の分散スロープ（波長依存性）
を持つシングルモードファイバＳＭＦと、−１７ps/nm/
km程度の群速度分散と−０．０６ps/nm2/km程度の分散
スロープを持つシングルモードファイバＲＤＦとを接続
することにより、５０nmを超える広い帯域に亘ってトー
タルとして零分散を持つ光伝送路ＺＤＦを実現してい
る。これは、同時に、１７ps/nm/kmという大きな局所分
散も実現しており、この局所分散により、自己位相変
調、相互位相変調、四光波混合効果等の非線形光学効果
が抑制される。また、二つのファイバの群速度分散及び
分散スロープの和は零近傍になるため、超広帯域波長多
重伝送において分散補償回路を一切必要としない。
【０００５】しかしながら、この伝送路においても、光
入射パワーが高い場合は、光ファイバ中の自己位相変調
効果、相互位相変調効果等の非線形光学効果による波形
劣化が顕在化し、伝送品質が劣化するため、伝送路距離
が制限されるという問題は解決されていない。特に、光
増幅器を用いて中継を重ねるとこれらの劣化要因が蓄積
されるため、多中継の伝送システムにおいては極めて深
刻な問題となる。
入射パワーが高い場合は、光ファイバ中の自己位相変調
効果、相互位相変調効果等の非線形光学効果による波形
劣化が顕在化し、伝送品質が劣化するため、伝送路距離
が制限されるという問題は解決されていない。特に、光
増幅器を用いて中継を重ねるとこれらの劣化要因が蓄積
されるため、多中継の伝送システムにおいては極めて深
刻な問題となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の問題点に鑑み、光入射パワーが高い場合にも、光ファ
イバ中の非線形光学効果及び群速度分散の複合効果によ
る伝送距離の制限及び伝送品質の劣化を緩和し、到達し
得る伝送距離及び伝送品質が大幅に改善された光伝送路
を提供することにある。
の問題点に鑑み、光入射パワーが高い場合にも、光ファ
イバ中の非線形光学効果及び群速度分散の複合効果によ
る伝送距離の制限及び伝送品質の劣化を緩和し、到達し
得る伝送距離及び伝送品質が大幅に改善された光伝送路
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の光伝送路は、上
記の目的を達成するため、光信号の入射側では正の群速
度分散を持ちそれに続く区間では負の群速度分散を持つ
光ファイバから構成され、正の群速度分散を持つ区間及
び負の群速度分散を持つ区間の２区間における群速度分
散の総和が０又はその近傍である第１伝送路と、光信号
の入射側では負の群速度分散を持ちそれに続く区間では
正の群速度分散を持つ光ファイバから構成され、負の群
速度分散を持つ区間及び正の群速度分散を持つ区間の２
区間における群速度分散の総和が０又はその近傍である
第２伝送路とを、第１伝送路及び第２伝送路の順又は第
２伝送路及び第１伝送路の順に、光増幅手段を介して接
続したことを特徴とする。
記の目的を達成するため、光信号の入射側では正の群速
度分散を持ちそれに続く区間では負の群速度分散を持つ
光ファイバから構成され、正の群速度分散を持つ区間及
び負の群速度分散を持つ区間の２区間における群速度分
散の総和が０又はその近傍である第１伝送路と、光信号
の入射側では負の群速度分散を持ちそれに続く区間では
正の群速度分散を持つ光ファイバから構成され、負の群
速度分散を持つ区間及び正の群速度分散を持つ区間の２
区間における群速度分散の総和が０又はその近傍である
第２伝送路とを、第１伝送路及び第２伝送路の順又は第
２伝送路及び第１伝送路の順に、光増幅手段を介して接
続したことを特徴とする。
【０００８】他の本発明の光伝送路は、光信号の入射側
では正の群速度分散を持ちそれに続く区間では負の群速
度分散を持つ光ファイバから構成され、正の群速度分散
を持つ区間及び負の群速度分散を持つ区間の２区間にお
ける群速度分散及び分散スロープの総和が０又はその近
傍である第１伝送路と、光信号の入射側では負の群速度
分散を持ちそれに続く区間では正の群速度分散を持つ光
ファイバから構成され、負の群速度分散を持つ区間及び
正の群速度分散を持つ区間の２区間における群速度分散
及び分散スロープの総和が０又はその近傍である第２伝
送路とを、第１伝送路及び第２伝送路の順又は第２伝送
路及び第１伝送路の順に、光増幅手段を介して接続した
ことを特徴とする。
では正の群速度分散を持ちそれに続く区間では負の群速
度分散を持つ光ファイバから構成され、正の群速度分散
を持つ区間及び負の群速度分散を持つ区間の２区間にお
ける群速度分散及び分散スロープの総和が０又はその近
傍である第１伝送路と、光信号の入射側では負の群速度
分散を持ちそれに続く区間では正の群速度分散を持つ光
ファイバから構成され、負の群速度分散を持つ区間及び
正の群速度分散を持つ区間の２区間における群速度分散
及び分散スロープの総和が０又はその近傍である第２伝
送路とを、第１伝送路及び第２伝送路の順又は第２伝送
路及び第１伝送路の順に、光増幅手段を介して接続した
ことを特徴とする。
【０００９】上記の本発明の光伝送路は、更に入射光パ
ワーを制御する光パワー制御手段を具備することができ
る。また、本発明においては、これらの光伝送路を光増
幅手段を介して複数接続し、長距離光伝送路とすること
ができる。
ワーを制御する光パワー制御手段を具備することができ
る。また、本発明においては、これらの光伝送路を光増
幅手段を介して複数接続し、長距離光伝送路とすること
ができる。
【００１０】このような本発明によれば、１スパンにお
いて非線形光学効果及び群速度分散による波形劣化が最
小になるように群速度分散の符号が正の区間と負の区間
との双方を具え、このスパンにおける群速度分散又は群
速度分散及びスロープの総和が零又はその近傍となるよ
うに設定された伝送路と、群速度分散の配置がこの伝送
路と逆の配置を有する伝送路とを、光増幅手段を介して
接続するので、各スパンから出力される光信号は、広い
帯域に亘ってほぼ元どおりの波形を回復し、次のスパン
は、前のスパンと群速度分散の配置が逆であること及び
各スパンの入力の際に波形が整っていることにより、前
段のスパンで受けた波形劣化が緩和される。この本発明
の特長については後に詳しく説明する。
いて非線形光学効果及び群速度分散による波形劣化が最
小になるように群速度分散の符号が正の区間と負の区間
との双方を具え、このスパンにおける群速度分散又は群
速度分散及びスロープの総和が零又はその近傍となるよ
うに設定された伝送路と、群速度分散の配置がこの伝送
路と逆の配置を有する伝送路とを、光増幅手段を介して
接続するので、各スパンから出力される光信号は、広い
帯域に亘ってほぼ元どおりの波形を回復し、次のスパン
は、前のスパンと群速度分散の配置が逆であること及び
各スパンの入力の際に波形が整っていることにより、前
段のスパンで受けた波形劣化が緩和される。この本発明
の特長については後に詳しく説明する。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、図面を用いて本発明の実施
例を説明する。
例を説明する。
【００１２】［実施例１］図１は実施例１の構成を示す
図である。この光伝送路は、光送信器10と光受信器20と
の間を、平均分散値がＤps/nm/kmの区間Ａ11及び15、平
均分散値が−Ｄps/nm/kmの区間Ｂ12及び14並びに光増幅
手段13で結ぶ。光送信器10で生成された光信号は、先
ず、区間Ａ11及び区間Ｂ12（第１スパン）を伝搬し、次
いで光増幅手段13で増幅された後、区間Ｂ14及び区間Ａ
15（第２スパン）を伝搬し、光受信器20に達する。この
場合、区間Ａは例えば１．３μm零分散シングルモード
ファイバであり、区間Ｂは１．３μm零分散シングルモ
ードファイバと同じ絶対値を持ち符号が逆の平均分散を
持つ光ファイバであり、例えばK.Mukasa et al.,"Novel
network fiber to manage dispersion at 1.55μm with
combination of 1.3μm zero dispersion single mode
fiber" (ECOC'97, Vol.1.1, pp.127-130,1997)に示さ
れたものである。また、光増幅手段13は、エルビウム添
加ファイバ光増幅器、半導体光増幅器等である。
図である。この光伝送路は、光送信器10と光受信器20と
の間を、平均分散値がＤps/nm/kmの区間Ａ11及び15、平
均分散値が−Ｄps/nm/kmの区間Ｂ12及び14並びに光増幅
手段13で結ぶ。光送信器10で生成された光信号は、先
ず、区間Ａ11及び区間Ｂ12（第１スパン）を伝搬し、次
いで光増幅手段13で増幅された後、区間Ｂ14及び区間Ａ
15（第２スパン）を伝搬し、光受信器20に達する。この
場合、区間Ａは例えば１．３μm零分散シングルモード
ファイバであり、区間Ｂは１．３μm零分散シングルモ
ードファイバと同じ絶対値を持ち符号が逆の平均分散を
持つ光ファイバであり、例えばK.Mukasa et al.,"Novel
network fiber to manage dispersion at 1.55μm with
combination of 1.3μm zero dispersion single mode
fiber" (ECOC'97, Vol.1.1, pp.127-130,1997)に示さ
れたものである。また、光増幅手段13は、エルビウム添
加ファイバ光増幅器、半導体光増幅器等である。
【００１３】図１及び２を用いて実施例１の動作を説明
する。図２は最大許容入射パワーの全分散値に対する変
化を示す図である。光送信器10で生成された光信号は、
伝送後の信号対雑音比を充分確保するため、高い光パワ
ーで第１スパンの区間Ａ11に入力される。区間Ａ11にお
いては、高い光パワーにより光信号の時間軸上での位相
が自己位相変調効果によってその強度に応じて回転す
る。この位相回転と区間Ａ11の群速度分散による光信号
の周波数空間における位相回転との重ね合わせ効果によ
り、光信号の波形が劣化し伝送品質が低下する。この光
信号が区間Ｂ12に入射されると、群速度分散による光信
号の周波数空間における位相回転が区間Ａ11と逆の方向
になるため、光信号の波形は徐々に復元される。区間Ｂ
12の終端点においては、群速度分散による位相回転はほ
ぼ相殺される。しかし、区間Ａ11で生じた自己位相変調
効果による位相回転及び群速度分散の重ね合わせの効果
はそのまま残されている。
する。図２は最大許容入射パワーの全分散値に対する変
化を示す図である。光送信器10で生成された光信号は、
伝送後の信号対雑音比を充分確保するため、高い光パワ
ーで第１スパンの区間Ａ11に入力される。区間Ａ11にお
いては、高い光パワーにより光信号の時間軸上での位相
が自己位相変調効果によってその強度に応じて回転す
る。この位相回転と区間Ａ11の群速度分散による光信号
の周波数空間における位相回転との重ね合わせ効果によ
り、光信号の波形が劣化し伝送品質が低下する。この光
信号が区間Ｂ12に入射されると、群速度分散による光信
号の周波数空間における位相回転が区間Ａ11と逆の方向
になるため、光信号の波形は徐々に復元される。区間Ｂ
12の終端点においては、群速度分散による位相回転はほ
ぼ相殺される。しかし、区間Ａ11で生じた自己位相変調
効果による位相回転及び群速度分散の重ね合わせの効果
はそのまま残されている。
【００１４】この信号は、光増幅手段13で増幅された
後、第２スパンの区間Ｂ14に入力される。区間Ｂ14で
は、高い光パワーによる時間軸上での位相回転が再び生
じる。しかし、区間Ｂ14の群速度分散は区間Ａ11の群速
度分散とは符号が逆であるため、上記の２種類の位相回
転を重ね合わせる際の周波数空間における位相回転の方
向が逆になる。このため、上記第１スパンにおける重ね
合わせの効果が緩和される。更に、続く区間Ａ15におい
て、第１スパンの場合と同様に、前半の区間Ｂ14におけ
る群速度分散による位相回転が補償される。
後、第２スパンの区間Ｂ14に入力される。区間Ｂ14で
は、高い光パワーによる時間軸上での位相回転が再び生
じる。しかし、区間Ｂ14の群速度分散は区間Ａ11の群速
度分散とは符号が逆であるため、上記の２種類の位相回
転を重ね合わせる際の周波数空間における位相回転の方
向が逆になる。このため、上記第１スパンにおける重ね
合わせの効果が緩和される。更に、続く区間Ａ15におい
て、第１スパンの場合と同様に、前半の区間Ｂ14におけ
る群速度分散による位相回転が補償される。
【００１５】図２は、この効果をコンピュータシミュレ
ーションによって確認した結果を示す図である。図２
（ａ）はＮＲＺ符号の場合、図２（ｂ）はＲＺ符号の場
合について、それぞれ、アイ開口劣化が１dBになる領域
を、全分散値を横軸に、ファイバ入射光パワーを縦軸に
とって等高線表示したものである。即ち、等高線の内側
が１dB以下の領域である。図２のシミュレーションにお
いては、区間Ａ11での局所分散値を＋１６ps/nm/km、区
間Ｂ12での局所分散値を−１６ps/nm/kmとし、両区間を
構成する光ファイバの非線形係数及び有効断面積は等し
いとした場合の本発明による結果を実線で示した。図
中、点線は、比較のため第２スパンにおける区間Ａと区
間Ｂとの順序を第１スパンと同一にした場合の結果を示
す。
ーションによって確認した結果を示す図である。図２
（ａ）はＮＲＺ符号の場合、図２（ｂ）はＲＺ符号の場
合について、それぞれ、アイ開口劣化が１dBになる領域
を、全分散値を横軸に、ファイバ入射光パワーを縦軸に
とって等高線表示したものである。即ち、等高線の内側
が１dB以下の領域である。図２のシミュレーションにお
いては、区間Ａ11での局所分散値を＋１６ps/nm/km、区
間Ｂ12での局所分散値を−１６ps/nm/kmとし、両区間を
構成する光ファイバの非線形係数及び有効断面積は等し
いとした場合の本発明による結果を実線で示した。図
中、点線は、比較のため第２スパンにおける区間Ａと区
間Ｂとの順序を第１スパンと同一にした場合の結果を示
す。
【００１６】図２の結果から明らかなように、実線のピ
ークが点線のピークより高い位置にあり、本発明による
伝送路においては、より高い入射光パワーまで許容され
ることがわかる。これにより、伝送距離を伸ばすことが
でき、ビットレートを上げることが可能になる。
ークが点線のピークより高い位置にあり、本発明による
伝送路においては、より高い入射光パワーまで許容され
ることがわかる。これにより、伝送距離を伸ばすことが
でき、ビットレートを上げることが可能になる。
【００１７】図２に示した例は光増幅器による中継が１
回のみの例であるが、多段に接続したシステムにおいて
は上記の差分（図２の実線のピークと点線のピークとの
差）が累積されるため、本発明の効果も累積される。ま
た、図２においてはＮＲＺ及びＲＺの一般的な符号フォ
ーマットで効果を検証したが、本発明は他の符号フォー
マットに対しても適用することができる。
回のみの例であるが、多段に接続したシステムにおいて
は上記の差分（図２の実線のピークと点線のピークとの
差）が累積されるため、本発明の効果も累積される。ま
た、図２においてはＮＲＺ及びＲＺの一般的な符号フォ
ーマットで効果を検証したが、本発明は他の符号フォー
マットに対しても適用することができる。
【００１８】［実施例２］光ファイバの群速度分散は、
一般的に周波数依存性、即ち分散スロープを示す（図８
参照）。実施例２は、図１の構成と同様に、正の群速度
分散を持つ区間Ａ及び負の群速度分散を持つ区間Ｂの２
区間からなるスパン二つを区間ＡＢの順序を逆にして光
増幅手段を介して接続して構成するが、この実施例にお
いては、各スパンにおける群速度分散及び分散スロープ
の総和を０又はその近傍にする。この場合、例えばコア
中の屈折率分布を変えることにより、分散スロープの符
号が正又は負である区間Ａの光ファイバ及び区間Ｂの光
ファイバを得ることができる（上記Yonenaga,K.,Miyamo
to,Y.の文献参照）。
一般的に周波数依存性、即ち分散スロープを示す（図８
参照）。実施例２は、図１の構成と同様に、正の群速度
分散を持つ区間Ａ及び負の群速度分散を持つ区間Ｂの２
区間からなるスパン二つを区間ＡＢの順序を逆にして光
増幅手段を介して接続して構成するが、この実施例にお
いては、各スパンにおける群速度分散及び分散スロープ
の総和を０又はその近傍にする。この場合、例えばコア
中の屈折率分布を変えることにより、分散スロープの符
号が正又は負である区間Ａの光ファイバ及び区間Ｂの光
ファイバを得ることができる（上記Yonenaga,K.,Miyamo
to,Y.の文献参照）。
【００１９】図３は実施例２を説明するための図であ
り、この実施例においては、区間Ａの分散スロープ21及
び区間Ｂの分散スロープ22の総計を直線23で示されるよ
うにほぼ零にする。即ち、一つのスパンにおいて、区間
Ａ及び区間Ｂが持つ群速度分散に加えて分散スロープの
符号も逆にすることにより、これらの区間の間でこれら
の値を相殺する。これにより、光送信器により生成され
る光信号が、広帯域を占有するものであっても分散補償
を行うことなく、長距離を伝送することが可能になる。
り、この実施例においては、区間Ａの分散スロープ21及
び区間Ｂの分散スロープ22の総計を直線23で示されるよ
うにほぼ零にする。即ち、一つのスパンにおいて、区間
Ａ及び区間Ｂが持つ群速度分散に加えて分散スロープの
符号も逆にすることにより、これらの区間の間でこれら
の値を相殺する。これにより、光送信器により生成され
る光信号が、広帯域を占有するものであっても分散補償
を行うことなく、長距離を伝送することが可能になる。
【００２０】［実施例３］図４は実施例３の構成を示す
図である。この光伝送路は、図１に示した構成に加え
て、光増幅手段13の後に光減衰器16を具え、これにより
第２スパンへの入射光パワーを調整することができる。
図である。この光伝送路は、図１に示した構成に加え
て、光増幅手段13の後に光減衰器16を具え、これにより
第２スパンへの入射光パワーを調整することができる。
【００２１】光ファイバ等の光伝送媒体は、その非線形
係数、有効断面積等のパラメータの違いにより、同じ光
パワーで入射してもその位相回転量は（非線形係数／有
効断面積）に比例して異なる。そのため、第２スパンへ
の光入射パワーを第１スパンにおける光入射パワーと等
しくしても、両スパンでの位相回転量が等しくならない
場合が生じる。この実施例においては、第２スパンへの
入射光パワーを光減衰器16により制御できるようにし、
第２スパンの入口側にある区間で用いられる光ファイバ
における光位相回転量を制御し、両スパンにおける位相
回転量をほぼ等しくすることができる。即ち、有効断面
積が小さい光ファイバを区間Ｂとして採用した場合、光
減衰器16により第２スパンの区間Ｂ14に入射する光パワ
ーを小さくし、区間Ｂ14における光位相回転量と区間Ａ
11における光位相回転量との釣り合いをとることができ
る。
係数、有効断面積等のパラメータの違いにより、同じ光
パワーで入射してもその位相回転量は（非線形係数／有
効断面積）に比例して異なる。そのため、第２スパンへ
の光入射パワーを第１スパンにおける光入射パワーと等
しくしても、両スパンでの位相回転量が等しくならない
場合が生じる。この実施例においては、第２スパンへの
入射光パワーを光減衰器16により制御できるようにし、
第２スパンの入口側にある区間で用いられる光ファイバ
における光位相回転量を制御し、両スパンにおける位相
回転量をほぼ等しくすることができる。即ち、有効断面
積が小さい光ファイバを区間Ｂとして採用した場合、光
減衰器16により第２スパンの区間Ｂ14に入射する光パワ
ーを小さくし、区間Ｂ14における光位相回転量と区間Ａ
11における光位相回転量との釣り合いをとることができ
る。
【００２２】但し、光減衰器16により入射光パワーを絞
ることは光受信器における信号対雑音比の低下を招くた
め、これには限界がある。即ち、本発明により得られる
許容入射光パワー増大量を１中継単位当たりＰとし、光
減衰器16により減衰する光パワーをΔＰとすると、これ
らの差が良度指数(Figure of Merit)F.O.Mとなる。従っ
て、F.O.M＝Ｐ−0.5ΔＰの値が大きい程効果的であり、
これが正にある条件で使用することが望ましい。図２の
場合と同一の条件で概算すると、Ｐがほぼ３dBであり、
ΔＰが６dB以内であれば有効であることがわかる。これ
は市販の光ファイバで充分達成できる値である。
ることは光受信器における信号対雑音比の低下を招くた
め、これには限界がある。即ち、本発明により得られる
許容入射光パワー増大量を１中継単位当たりＰとし、光
減衰器16により減衰する光パワーをΔＰとすると、これ
らの差が良度指数(Figure of Merit)F.O.Mとなる。従っ
て、F.O.M＝Ｐ−0.5ΔＰの値が大きい程効果的であり、
これが正にある条件で使用することが望ましい。図２の
場合と同一の条件で概算すると、Ｐがほぼ３dBであり、
ΔＰが６dB以内であれば有効であることがわかる。これ
は市販の光ファイバで充分達成できる値である。
【００２３】この実施例においては、光減衰器16を第２
スパンの前に配置したが、これは必要に応じて第１スパ
ンの前に配置する場合もあることは、上記の位相回転量
の整合という観点から明らかである。また、この実施例
においては、光減衰器16により光パワーを減衰させる構
成を示したが、光増幅手段13自体で利得を調整できるよ
うにしてもよいことは言うまでもない。また、これは送
信器出力についても同様である。
スパンの前に配置したが、これは必要に応じて第１スパ
ンの前に配置する場合もあることは、上記の位相回転量
の整合という観点から明らかである。また、この実施例
においては、光減衰器16により光パワーを減衰させる構
成を示したが、光増幅手段13自体で利得を調整できるよ
うにしてもよいことは言うまでもない。また、これは送
信器出力についても同様である。
【００２４】［実施例４］図５は実施例４の構成を示す
図である。この光伝送路は、図１の場合と同様に、平均
分散値がＤps/nm/kmの区間Ａ11及び15、平均分散値が−
Ｄps/nm/kmの区間Ｂ12及び14並びに光増幅手段13からな
る。この実施例においては、光送信器10が波長１乃至Ｎ
のＮ個の送信器を含み、これら複数の光送信器からの光
信号を光波長多重化する光合波手段17を具え、更に、光
受信器20も波長１乃至ＮのＮ個の受信器を含み、光合波
手段17で合波された光信号を、伝送後に、波長１乃至Ｎ
のＮ個の波長に分離して複数の受信器に光信号を送るた
めの光分波手段18を具える。この実施例によれば、複数
の波長が多重化された広帯域の光信号を扱うことができ
る。
図である。この光伝送路は、図１の場合と同様に、平均
分散値がＤps/nm/kmの区間Ａ11及び15、平均分散値が−
Ｄps/nm/kmの区間Ｂ12及び14並びに光増幅手段13からな
る。この実施例においては、光送信器10が波長１乃至Ｎ
のＮ個の送信器を含み、これら複数の光送信器からの光
信号を光波長多重化する光合波手段17を具え、更に、光
受信器20も波長１乃至ＮのＮ個の受信器を含み、光合波
手段17で合波された光信号を、伝送後に、波長１乃至Ｎ
のＮ個の波長に分離して複数の受信器に光信号を送るた
めの光分波手段18を具える。この実施例によれば、複数
の波長が多重化された広帯域の光信号を扱うことができ
る。
【００２５】この実施例は、複数の波長の光信号を束ね
て伝送することにより、光伝送路の利用効率を高くする
ことができるという特長を持つ。図６は、この実施例の
効果を検証するため、コンピュータシミュレーションに
より、８チャネルでの波長多重伝送の際の効果を見積も
った結果を示す図である。この場合、光非線形効果に対
する耐性が高いＣＳ−ＲＺ符号 (Hirano,A., Miyamoto,
Y., Yonenaga,K., Sano,A., "40 Gbit/s L-band transm
ission experiment using SPM-tolerant carrier-suppr
essed RZ format", Electronics Letters, Vol.35, No.
25, pp.2213-2215, 1999参照) を用いた。区間Ａ及び区
間Ｂはそれぞれ５０kmであり、従って１スパンは１００
kmであり、伝送距離は２スパン合計で２００kmである。
また、平均分散値は、区間Ａにおいて＋１６ps/nm/kmと
した。図６（ａ）は本発明による場合のシミュレーショ
ン結果を示し、図６（ｂ）は区間Ａ及び区間Ｂの順序を
両スパンで同一にした比較例を示す。
て伝送することにより、光伝送路の利用効率を高くする
ことができるという特長を持つ。図６は、この実施例の
効果を検証するため、コンピュータシミュレーションに
より、８チャネルでの波長多重伝送の際の効果を見積も
った結果を示す図である。この場合、光非線形効果に対
する耐性が高いＣＳ−ＲＺ符号 (Hirano,A., Miyamoto,
Y., Yonenaga,K., Sano,A., "40 Gbit/s L-band transm
ission experiment using SPM-tolerant carrier-suppr
essed RZ format", Electronics Letters, Vol.35, No.
25, pp.2213-2215, 1999参照) を用いた。区間Ａ及び区
間Ｂはそれぞれ５０kmであり、従って１スパンは１００
kmであり、伝送距離は２スパン合計で２００kmである。
また、平均分散値は、区間Ａにおいて＋１６ps/nm/kmと
した。図６（ａ）は本発明による場合のシミュレーショ
ン結果を示し、図６（ｂ）は区間Ａ及び区間Ｂの順序を
両スパンで同一にした比較例を示す。
【００２６】図６から明らかなように、許容入射光パワ
ーは、従来の方法においては１０dBm/ch程度に止まって
いたが、本発明による光伝送路においては１２dBm/ch以
上に改善されていることがわかる。
ーは、従来の方法においては１０dBm/ch程度に止まって
いたが、本発明による光伝送路においては１２dBm/ch以
上に改善されていることがわかる。
【００２７】［実施例５］図７は実施例５の構成を示す
図である。この実施例においては、光送信器10と光受信
器20との間に、図１の場合と同様の平均分散値がＤps/n
m/kmの区間Ａ11及び15、平均分散値が−Ｄps/nm/kmの区
間Ｂ12及び14並びに光増幅手段13からなる光伝送路を、
光増幅手段19を介して複数個接続した構成を有する。
図である。この実施例においては、光送信器10と光受信
器20との間に、図１の場合と同様の平均分散値がＤps/n
m/kmの区間Ａ11及び15、平均分散値が−Ｄps/nm/kmの区
間Ｂ12及び14並びに光増幅手段13からなる光伝送路を、
光増幅手段19を介して複数個接続した構成を有する。
【００２８】本発明においては、各スパンから出力され
る光信号は、広い帯域に亘ってほぼ元どおりの波形を回
復し、次のスパンは、前のスパンと群速度分散の配置が
逆であること及び各スパンの入力の際に波形が整ってい
ることにより、前段のスパンで受けた波形劣化が緩和さ
れる効果を利用することに特徴があるが、この実施例の
構成においては、中継を繰り返すことによりこの効果が
蓄積され、より大きな改善効果を得ることができる。こ
のような効果により、この実施例によれば、伝送距離及
び伝送品質を広い帯域に亘って大幅に改善することがで
きる。
る光信号は、広い帯域に亘ってほぼ元どおりの波形を回
復し、次のスパンは、前のスパンと群速度分散の配置が
逆であること及び各スパンの入力の際に波形が整ってい
ることにより、前段のスパンで受けた波形劣化が緩和さ
れる効果を利用することに特徴があるが、この実施例の
構成においては、中継を繰り返すことによりこの効果が
蓄積され、より大きな改善効果を得ることができる。こ
のような効果により、この実施例によれば、伝送距離及
び伝送品質を広い帯域に亘って大幅に改善することがで
きる。
【００２９】以上の実施例の説明においては区間Ａ及び
区間Ｂの長さについては言及していないが、両者がほぼ
同じ群速度分散を持つ場合、即ちほぼ同じ長さで構成す
る場合に、本発明の効果が最大になる。また、上記実施
例においては、正の分散値を持つ区間Ａと負の分散値を
持つ区間Ｂとを特定の順序に接続した場合を例として説
明したが、この順序は逆にしても本発明の効果が変わら
ないことは明らかである。
区間Ｂの長さについては言及していないが、両者がほぼ
同じ群速度分散を持つ場合、即ちほぼ同じ長さで構成す
る場合に、本発明の効果が最大になる。また、上記実施
例においては、正の分散値を持つ区間Ａと負の分散値を
持つ区間Ｂとを特定の順序に接続した場合を例として説
明したが、この順序は逆にしても本発明の効果が変わら
ないことは明らかである。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光伝送路
は、光ファイバ中の非線形光学効果と波長分散との相互
作用による伝送品質の劣化に対して強い特性を得てい
る。これにより、本発明の光伝送路によれば、従来の群
速度分散のみが補償される光伝送路を用いる場合に比較
して、より長距離且つ大容量で高い信頼性を持つ光伝送
システムを構築することが可能になる。
は、光ファイバ中の非線形光学効果と波長分散との相互
作用による伝送品質の劣化に対して強い特性を得てい
る。これにより、本発明の光伝送路によれば、従来の群
速度分散のみが補償される光伝送路を用いる場合に比較
して、より長距離且つ大容量で高い信頼性を持つ光伝送
システムを構築することが可能になる。
【図１】 実施例１の構成を示す図である。
【図２】 実施例１の効果をコンピュータシミュレーシ
ョンによって計算した結果を示す図である。
ョンによって計算した結果を示す図である。
【図３】 実施例２を説明するための図である。
【図４】 実施例３の構成を示す図である。
【図５】 実施例４の構成を示す図である。
【図６】 実施例４の効果をコンピュータシミュレーシ
ョンによって計算した結果を示す図である。
ョンによって計算した結果を示す図である。
【図７】 実施例５の構成を示す図である。
【図８】 従来の技術を説明するための図である。
１０ 光送信器 １１、１５ 区間Ａ １２、１４ 区間Ｂ １３ 光増幅手段 １６ 光減衰器 １７ 光合波手段 １８ 光分波手段 １９ 光増幅手段 ２０ 光受信器 ２１ 区間Ａの分散スロープ ２２ 区間Ｂの分散スロープ ２３ 分散スロープの総計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米永 一茂 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 佐野 明秀 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2H050 AC81 AD01 5K002 AA06 CA01 CA09 DA02 DA06 FA02
Claims (4)
- 【請求項１】 光信号の入射側では正の群速度分散を持
ちそれに続く区間では負の群速度分散を持つ光ファイバ
から構成され、正の群速度分散を持つ区間及び負の群速
度分散を持つ区間の２区間における群速度分散の総和が
０又はその近傍である第１伝送路と、光信号の入射側で
は負の群速度分散を持ちそれに続く区間では正の群速度
分散を持つ光ファイバから構成され、負の群速度分散を
持つ区間及び正の群速度分散を持つ区間の２区間におけ
る群速度分散の総和が０又はその近傍である第２伝送路
とを、第１伝送路及び第２伝送路の順に、又は第２伝送
路及び第１伝送路の順に、光増幅手段を介して接続した
ことを特徴とする光伝送路。 - 【請求項２】 光信号の入射側では正の群速度分散を持
ちそれに続く区間では負の群速度分散を持つ光ファイバ
から構成され、正の群速度分散を持つ区間及び負の群速
度分散を持つ区間の２区間における群速度分散及び分散
スロープの総和が０又はその近傍である第１伝送路と、
光信号の入射側では負の群速度分散を持ちそれに続く区
間では正の群速度分散を持つ光ファイバから構成され、
負の群速度分散を持つ区間及び正の群速度分散を持つ区
間の２区間における群速度分散及び分散スロープの総和
が０又はその近傍である第２伝送路とを、第１伝送路及
び第２伝送路の順に、又は第２伝送路及び第１伝送路の
順に、光増幅手段を介して接続したことを特徴とする光
伝送路。 - 【請求項３】 更に、入射光パワーを制御する光パワー
制御手段を具備することを特徴とする請求項１又は２に
記載の光伝送路。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
光伝送路を光増幅手段を介して複数接続したことを特徴
とする光伝送路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000176488A JP3609008B2 (ja) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | 光伝送路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000176488A JP3609008B2 (ja) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | 光伝送路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001358656A true JP2001358656A (ja) | 2001-12-26 |
| JP3609008B2 JP3609008B2 (ja) | 2005-01-12 |
Family
ID=18678209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000176488A Expired - Fee Related JP3609008B2 (ja) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | 光伝送路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3609008B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7194208B2 (en) | 2002-02-01 | 2007-03-20 | Nec Corporation | Wavelength-division multiplexing optical transmission system and optical communication method |
-
2000
- 2000-06-13 JP JP2000176488A patent/JP3609008B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7194208B2 (en) | 2002-02-01 | 2007-03-20 | Nec Corporation | Wavelength-division multiplexing optical transmission system and optical communication method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3609008B2 (ja) | 2005-01-12 |
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